Техникада күкірт қышқылын оның сумен де, күкірт ангидридімен де SO3 қоспасы деп атайды. SO3:H2O молярлық қатынасы болса< 1, то это водный раствор серной кислоты, если >1 - күкірт қышқылындағы (олеум) SO3 ерітіндісі.

1 Тақырып
2 Физикалық және физикалық және химиялық қасиеттері
- 2.1 Олеум
3 Химиялық қасиеттері
4 Қолданба
5 Уытты әсер
6 Тарихи мәліметтер
7 Қосымша ақпарат
8 Күкірт қышқылын алу
- 8.1 Бірінші әдіс
- 8.2 Екінші әдіс
9 Стандарттар
10 Ескертпелер
11 Әдебиет
12 Сілтемелер

Аты

18-19 ғасырларда витриол зауыттарында күкірт колчеданынан (пириттен) оқпанға арналған күкірт өндірілді. Ол кезде күкірт қышқылы «витриол майы» деп аталды (әдетте, ол кристалды гидрат болды, консистенциясы мұнайды еске түсіреді), оның тұздарының (дәлірек айтқанда, кристалды гидраттардың) атауының шығу тегі - витриол. .

Физикалық және физика-химиялық қасиеттері

Өте күшті қышқыл, 18°C кезінде pKa (1) = -2,8, pKa (2) = 1,92 (K₂ 1,2 10−2); молекуладағы байланыс ұзындықтары S=O 0,143 нм, S-OH 0,154 нм, HOSOH бұрышы 104°, OSO 119°; қайнап, азеотропты қоспа түзеді (қайнау температурасы 338,8oС 98,3% H2SO4 және 1,7% H2O). Күкірт қышқылы, 100% H2SO4 мөлшеріне сәйкес, құрамы (%) бар: H2SO4 99,5, HSO4− - 0,18, H3SO4+ - 0,14, H3O+ - 0,09, H2S2O7 - 0,04, HS2O7⁻ - 0,05. Сумен және SO3-пен барлық пропорцияда араласады. Су ерітінділерінде күкірт қышқылы толығымен дерлік H3O+, HSO3+ және 2HSO₄− диссоциацияланады. H2SO4 nH2O гидраттарын түзеді, мұндағы n = 1, 2, 3, 4 және 6,5.

Oleum

Негізгі мақала: Oleum

Күкірт қышқылындағы күкірт ангидридінің SO3 ерітінділері олеум деп аталады, олар H2SO4 SO3 және H2SO4 2SO3 екі қосылыс түзеді.

Олеумның құрамында сондай-ақ реакциялар нәтижесінде алынған пиросульфат қышқылдары бар:

Қайнау температурасы сулы ерітінділеркүкірт қышқылы оның концентрациясы жоғарылаған сайын артады және 98,3% H2SO4 құрамында максимумға жетеді.

Күкірт қышқылы мен олеумның сулы ерітінділерінің қасиеттері

Мазмұны салмағы бойынша %		Тығыздығы 20 ℃, г/см³	Балқу температурасы, ℃	Қайнау температурасы, ℃
H2SO4	SO3 (тегін)	Тығыздығы 20 ℃, г/см³	Балқу температурасы, ℃	Қайнау температурасы, ℃
10	-	1,0661	−5,5	102,0
20	-	1,1394	−19,0	104,4
40	-	1,3028	−65,2	113,9
60	-	1,4983	−25,8	141,8
80	-	1,7272	−3,0	210,2
98	-	1,8365	0,1	332,4
100	-	1,8305	10,4	296,2
104,5	20	1,8968	−11,0	166,6
109	40	1,9611	33,3	100,6
113,5	60	2,0012	7,1	69,8
118,0	80	1,9947	16,9	55,0
122,5	100	1,9203	16,8	44,7

Олеумның қайнау температурасы SO3 мөлшерінің жоғарылауымен төмендейді. Күкірт қышқылының сулы ерітінділерінің концентрациясы жоғарылаған сайын ерітінділердің үстіндегі будың жалпы қысымы төмендейді және құрамында 98,3% H2SO4 болғанда минимумға жетеді. Олеумдегі SO3 концентрациясы жоғарылаған сайын оның үстіндегі жалпы бу қысымы артады. Күкірт қышқылы мен олеумның сулы ерітінділеріндегі бу қысымын мына теңдеу арқылы есептеуге болады:

А коэффициенттерінің мәндері күкірт қышқылының концентрациясына тәуелді. Күкірт қышқылының сулы ерітінділерінің үстіндегі бу су буы, H2SO4 және SO3 қоспасынан тұрады және будың құрамы сәйкес азеотропты қоспаны қоспағанда, күкірт қышқылының барлық концентрациясында сұйықтықтың құрамынан ерекшеленеді.

Температураның жоғарылауымен диссоциация артады:

Тепе-теңдік константасының температураға тәуелділігінің теңдеуі:

Қалыпты қысымда диссоциация дәрежесі: 10⁻⁵ (373 К), 2,5 (473 К), 27,1 (573 К), 69,1 (673 К).

100% күкірт қышқылының тығыздығын мына теңдеу арқылы анықтауға болады:

Күкірт қышқылы ерітінділерінің концентрациясының жоғарылауымен олардың жылу сыйымдылығы төмендейді және 100% күкірт қышқылы үшін минимумға жетеді, олеумның жылу сыйымдылығы SO3 мөлшерінің жоғарылауымен жоғарылайды.

Концентрацияның жоғарылауымен және температураның төмендеуімен жылу өткізгіштік λ төмендейді:

мұндағы С – күкірт қышқылының концентрациясы, %.

Олеум H2SO4·SO3 температураның жоғарылауымен максималды тұтқырлыққа ие, η төмендейді; Күкірт қышқылының электр кедергісі SO3 және 92% H2SO4 концентрацияларында ең аз және 84 және 99,8% H2SO4 концентрацияларында ең жоғары болады. Олеум үшін ең аз ρ 10% SO3 концентрациясында болады. Температураның жоғарылауымен күкірт қышқылының ρ жоғарылайды. 100% күкірт қышқылының диэлектрлік өтімділігі 101 (298,15 К), 122 (281,15 К); криоскопиялық тұрақты 6,12, эбуллиоскопиялық тұрақты 5,33; ауадағы күкірт қышқылы буының диффузиялық коэффициенті температураға байланысты өзгереді; D = 1,67·10⁻⁵T3/2 см²/с.

Химиялық қасиеттері

Концентрлі күйдегі күкірт қышқылы қыздырылған кезде жеткілікті күшті тотықтырғыш болып табылады; HI және жартылай HBr-ды бос галогендерге, көміртекті СО2-ге, күкіртті SO2-ге дейін тотықтырады, көптеген металдарды (Cu, Hg, алтын мен платинаны қоспағанда) тотықтырады. Бұл жағдайда концентрлі күкірт қышқылы SO2-ге дейін тотықсызданады, мысалы:

Ең күшті тотықсыздандырғыштар концентрлі күкірт қышқылын S және H2S дейін төмендетеді. Концентрлі күкірт қышқылы су буын сіңіреді, сондықтан газдарды, сұйықтықтарды және кептіру үшін қолданылады қатты заттар, мысалы, эксикаторларда. Бірақ концентрлі H2SO4 сутегімен ішінара тотықсызданады, сондықтан оны кептіру үшін қолдануға болмайды. Суды органикалық қосылыстардан бөліп, қара көміртекті (көмір) қалдырып, концентрлі күкірт қышқылы ағаштың, қанттың және басқа заттардың көмірленуіне әкеледі.

Сұйылтылған H2SO4 құрамындағы барлық металдармен әрекеттеседі электрохимиялық қатарсутегінің сол жағындағы кернеулер оның бөлінуімен, мысалы:

Сұйылтылған H2SO4-тің тотықтырғыш қасиеттері тән емес. Күкірт қышқылы екі қатар тұздар түзеді: орташа – сульфаттар және қышқыл – гидросульфаттар, сонымен қатар күрделі эфирлер. Пероксомонокүкірт қышқылы (немесе карокқышқыл) H2SO5 және пероксомоносульфат қышқылы H2S2O8 белгілі.

Күкірт қышқылымен де әрекеттеседі негіздік оксидтер, сульфат пен су түзетін:

Металл өңдеу зауыттарында күкірт қышқылының ерітіндісі өндіріс процесінде жоғары қызуға ұшырайтын металл бұйымдарының бетінен металл оксидінің қабатын жою үшін қолданылады. Осылайша, күкірт қышқылының қыздырылған ерітіндісінің әсерінен темір оксиді қаңылтырдың бетінен жойылады:

Күкірт қышқылына және оның еритін тұздарына сапалы реакция олардың еритін барий тұздарымен әрекеттесуі болып табылады, бұл суда және қышқылдарда ерімейтін барий сульфатының ақ тұнбасының түзілуіне әкеледі, мысалы:

Қолданба

Күкірт қышқылы қолданылады:

кенді өңдеуде, әсіресе сирек элементтерді өндіруде, соның ішінде. уран, иридий, цирконий, осмий және т.б.;
минералды тыңайтқыштар өндірісінде;
қорғасын батареяларында электролит ретінде;
әртүрлі минералды қышқылдар мен тұздарды алу үшін;
химиялық талшықтар, бояғыштар өндірісінде, түтін түзетін және жарылғыш заттар;
мұнай, металл өңдеу, тоқыма, былғары және басқа салаларда;
В тамақ өнеркәсібі- тағамдық қоспа ретінде тіркелген E513(эмульгатор);
өнеркәсіптік органикалық синтезде реакцияларда:
- сусыздандыру (диэтил эфирін, күрделі эфирлерді алу);
- гидратация (этиленнен алынған этанол);
- сульфондау (синтетикалық жуғыш заттар мен бояғыштар өндірісіндегі аралық өнімдер);
- алкилдену (изооктан, полиэтиленгликоль, капролактам алу) т.б.
- Дистилденген су өндірісінде сүзгілердегі шайырларды қалпына келтіру үшін.

Күкірт қышқылының әлемдік өндірісі шамамен. жылына 160 млн. Күкірт қышқылының ең ірі тұтынушысы – минералды тыңайтқыштар өндірісі. P₂O₅ фосфор тыңайтқыштары күкірт қышқылын 2,2-3,4 есе көп, ал (NH₄)₂SO₄ күкірт қышқылы тұтынылатын (NH₄)₂SO₄ массасының 75%-ын жұмсайды. Сондықтан олар минералды тыңайтқыштар шығаратын зауыттармен бірігіп күкірт қышқылы зауыттарын салуға бейім.

Уытты әсер

Күкірт қышқылы мен олеум өте коррозиялық заттар. Олар теріге, шырышты қабаттарға және тыныс алу жолдарына әсер етеді (химиялық күйік тудырады). Бұл заттардың буларын жұтқанда олар тыныс алуды қиындатады, жөтелді және жиі ларингит, трахеит, бронхит және т.б. Күкірт қышқылы аэрозольінің жұмыс аймағының ауасындағы шекті рұқсат етілген концентрациясы 1,0 мг/м³, атмосфералық ауада 0,3. мг/м³ (максималды бір реттік) және 0,1 мг/м³ (орташа тәуліктік). Күкірт қышқылы буының зақымдаушы концентрациясы 0,008 мг/л (экспозиция 60 мин), өлімге әкелетін 0,18 мг/л (60 мин). II қауіптілік класы. Құрамында S оксидтері бар химия және металлургия өнеркәсібінің шығарындылары нәтижесінде атмосферада күкірт қышқылының аэрозольі түзіліп, қышқыл жаңбыр түрінде түсуі мүмкін.

Тарихи мәліметтер

Күкірт қышқылы табиғатта еркін түрде, мысалы, жанартаулардың жанындағы көлдер түрінде кездесетін көне заманнан белгілі. Бәлкім, «жасыл тастың» алюминий немесе темір сульфатының күйдірілуі нәтижесінде пайда болатын қышқыл газдар туралы бірінші рет араб алхимигі Джабир ибн Хайянға қатысты жазбаларда кездеседі.

9 ғасырда парсы алхимигі Ар-Рази темір мен мыс сульфатының (FeSO4 7H2O және CuSO4 5H2O) қоспасын күйдіре отырып, күкірт қышқылының ерітіндісін де алды. Бұл әдісті 13 ғасырда өмір сүрген еуропалық алхимик Альберт Магнус жетілдірді.

Темір сульфатынан күкірт қышқылын алу схемасы - темір (II) сульфатының термиялық ыдырауы, содан кейін қоспаны салқындату

Дальтон күкірт қышқылының молекуласы

2FeSO4+7H2O→Fe2O3+SO2+H2O+O2
SO2+H2O+1/2O2 ⇆ H2SO4

Алхимик Валентиннің (13 ғ.) еңбектерінде күкірт пен нитрат ұнтақтарының қоспасын сумен жағу нәтижесінде бөлінетін газды (күкірт ангидридін) сіңіру арқылы күкірт қышқылын алу әдісі сипатталған. Кейіннен бұл әдіс деп аталатын негіз болды. күкірт қышқылында ерімейтін қорғасынмен қапталған шағын камераларда жүргізілетін «камералық» әдіс. КСРО-да бұл әдіс 1955 жылға дейін болды.

15 ғасырдағы алхимиктер пириттен күкірт қышқылын алу әдісін – күкірт колчеданын, күкіртке қарағанда арзан әрі кең таралған шикізатты білген. Күкірт қышқылы осылайша 300 жыл бойы аз мөлшерде шыны реторттарда өндірілген. Кейіннен катализдің дамуына байланысты бұл әдіс күкірт қышқылын синтездеу үшін камералық әдісті алмастырды. Қазіргі уақытта күкірт қышқылы күкірт оксидінің (IV) күкірт оксидіне (VI) каталитикалық тотығуы (V2O5 бойынша) және одан кейін күкірт оксиді (VI) 70% күкірт қышқылында еріту арқылы олеум түзіледі.

Ресейде күкірт қышқылын өндіру алғаш рет 1805 жылы Мәскеу маңында Звенигород ауданында ұйымдастырылды. 1913 жылы Ресей күкірт қышқылын өндіруден әлемде 13-ші орынды иеленді.

Қосымша ақпарат

Құрамында көп мөлшерде күкірт бар су буы мен жанартау күлінің әрекеттесуі нәтижесінде атмосфераның ортаңғы және жоғарғы қабаттарында күкірт қышқылының ұсақ тамшылары түзілуі мүмкін. Алынған суспензия, күкірт қышқылы бұлттарының альбедосының жоғары болуына байланысты, күн сәулесінің планета бетіне жетуін қиындатады. Сондықтан (сонымен қатар атмосфераның жоғарғы қабатында жанартау күлінің ұсақ бөлшектерінің көп болуы нәтижесінде, олар да қол жеткізуге кедергі келтіреді. күн сәулесіпланетаға) әсіресе күшті жанартау атқылауынан кейін климаттың айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Мысалы, Ксудач жанартауының атқылауы нәтижесінде (Камчатка түбегі, 1907 ж.) атмосферада шаңның жоғары концентрациясы шамамен 2 жыл бойы сақталды, тіпті Парижде де күкірт қышқылының тән түнгі бұлттары байқалды. 1991 жылы Пинатубо тауының жарылысы атмосфераға 3 107 тонна күкірт бөлді, нәтижесінде 1992 және 1993 жылдар 1991 және 1994 жылдарға қарағанда айтарлықтай суық болды.

Күкірт қышқылын алу

Негізгі мақала: Күкірт қышқылын өндіру

Бірінші жол

Екінші жол

Күкіртсутек (H2S) сульфатты (SO4-) тұздан (Cu, Ag, Pb, Hg металдарымен) ығыстыратын сирек жағдайларда жанама өнім күкірт қышқылы болып табылады.

Бұл металдардың сульфидтері ең жоғары беріктікке ие, сонымен қатар ерекше қара түсті.

Стандарттар

Техникалық күкірт қышқылы ГОСТ 2184-77
Аккумуляторлық күкірт қышқылы. Техникалық сипаттамаларГОСТ 667-73
Арнайы таза күкірт қышқылы. Техникалық шарттар ГОСТ 1422-78
Реагенттер. Күкірт қышқылы. Техникалық шарттар ГОСТ 4204-77

Ескертпелер

Ушакова Н.Н., Фигурновский Н.А. Василий Михайлович Севергин: (1765-1826) / Ред. И.И.Шафрановский. М.: Наука, 1981. 59-б.
1 2 3 Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. § 91. Күкірт қышқылының химиялық қасиеттері // Бейорганикалық химия: 7-8 сыныптарға арналған оқулық орта мектеп. - 18-ші басылым. – М.: Білім, 1987. – Б.209-211. - 240 с. - 1 630 000 дана.
Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. § 92. Сапалық реакциякүкірт қышқылы және оның тұздары туралы // Бейорганикалық химия: Жалпы білім беретін мектептің 7-8 сыныптарына арналған оқулық. - 18-ші басылым. – М.: Білім, 1987. – Б.212. – 240 б. - 1 630 000 дана.
Үлкен театрдың көркемдік жетекшісі Сергей Филиннің бетіне күкірт қышқылы шашыранды
Эпштейн, 1979, б. 40
Эпштейн, 1979, б. 41
«Вулкандар және климат» мақаласын қараңыз (орысша)
Ресей архипелагы - Жаһандық климаттың өзгеруіне адамзат кінәлі ме? (орыс)

Әдебиет

Күкірт қышқылының анықтамалығы, ред. К.М.Малина, 2-бас., М., 1971 ж
Эпштейн Д.А. Генерал химиялық технология. – М.: Химия, 1979. – 312 б.

Сілтемелер

«Күкірт қышқылы» мақаласы (Химиялық энциклопедия)
Күкірт қышқылының тығыздығы және рН мәні t=20 °C

Сульфаттар

Алюминий (KAl(SO4)2 12H2O) Аммоний алюминий сульфаты ((NH4)Al(SO4)2) Аммоний темір сульфаты (NH4Fe(SO4)2) Аммоний темір(II) сульфаты (22) Аммоний темір(III) сульфаты (NH4Fe() SO4)2) аммоний церий(IV) сульфаты ((NH4)4Ce(SO4)4) магний сульфаты гептагидрат (MgSO4) аммоний сутек сульфаты ((NH4)HSO4) калий сутегі сульфаты (KHSO4) натрий сутегі сульфаты (NaHSO4) польфаты K2S2O7) Натрий дисульфаты (Na2S2O7) Темір(III) негіздік сульфаты ((OH)2) Алюминий витриол Титан оксиді сульфаты (TiOSO4) Олеум (H2SO4 xSO3) Пирокүкірт қышқылы (H2S2O7) (H2SO4) Туттонның (актинин қышқылының сульфаты) SO4)3) алюминий сульфаты (Al2(SO4)3) натрий алюминий сульфаты (NaAl(SO4)2) аммоний сульфаты ((NH4)2SO4) барий сульфаты (BaSO4) берилий сульфаты (BeSO4) ванадил сульфаты (VOSO4) ванадий сульфаты( III ) (V2(SO4)3) Висмут сульфаты (Bi2(SO4)3) Гидроксиаммоний сульфаты ((NH3OH)2SO4) Темір(II) сульфаты (FeSO4) Темір(III) сульфаты (Fe2(SO4)3) Индий(III) сульфаты ) (In2(SO4)3) Иридий(III) сульфаты (Ir2(SO4)3) Кадмий сульфаты (CdSO4) Калий сульфаты (K2SO4) Кальций сульфаты (CaSO4) Кобальт(II) сульфаты (CoSO4) Кобальт(III) сульфаты (Co2) (SO4)3) Литий сульфаты (Li2SO4) Магний сульфаты (MgSO4) Марганец(II) сульфаты (MnSO4) Марганец(III) сульфаты (Mn2(SO4)3) Мыс(I) сульфаты (Cu2SO4) Мыс(II) сульфаты (CuSO4) ) натрий сульфаты (Na2SO4) никель(II) сульфаты (NiSO4) қалайы(II) сульфаты (SnSO4) празеодим сульфаты (Pr2(SO4)3) сынап(I) сульфаты (Hg2SO4) сынап(II) сульфаты (HgSO4) қорғасын сульфаты(HgSO4) II) (PbSO4) Күміс сульфаты (Ag2SO4) Стронций сульфаты (SrSO4) Сурьма сульфаты (Sb2(SO4)3) Таллий(I) сульфаты (Tl2SO4) Талий(III) сульфаты (Tl2(SO4)3) Тетрааммин мыс(II) сульфаты ( Cu(NH3)4SO4) Титан(III) сульфаты (Ti2(SO4)3) Титан(IV) сульфаты (Ti(SO4)2) Уран сульфаты (U(SO4)2) Уранил сульфаты (UO2SO4) Хром(III) сульфаты ( Cr2(SO4)3) Хром(III)-калий сульфаты (KCr(SO4)2) Цезий сульфаты (Cs2SO4) Церий(IV) сульфаты (Ce(SO4)2) Мырыш сульфаты (ZnSO4) Цирконий сульфаты (Zr(SO4) 2 )

күкірт қышқылы, күкірт қышқылы Википедия, күкірт қышқылының гидролизі, күкірт қышқылы оның әсері 1, күкірт қышқылының қауіптілік класы, Украинада күкірт қышқылын сатып алу, күкірт қышқылының қолданылуы, күкірт қышқылының коррозиясы, сумен күкірт қышқылы, күкірт қышқылының формуласы

Күкірт қышқылы туралы ақпарат

Қышқылдар химиялық қосылыстар, сутегі атомдары мен қышқылдық қалдықтардан тұрады, мысалы, SO4, SO3, PO4 және т.б. Олар бейорганикалық және органикалық. Біріншісіне тұз, фосфор, сульфид, азот және күкірт қышқылы жатады. Екіншілеріне сірке қышқылы, пальмитин қышқылы, құмырсқа қышқылы, стеарин қышқылы және т.б.

Күкірт қышқылы дегеніміз не

Бұл қышқыл екі сутегі атомынан және SO4 қышқылдық қалдығынан тұрады. Оның H2SO4 формуласы бар.

Күкірт қышқылы немесе оны сульфат қышқылы деп те атайды, құрамында оттегі бар бейорганикалық екі негізді қышқылдарға жатады. Бұл зат ең агрессивті және химиялық белсенді заттардың бірі болып саналады. Көптеген химиялық реакцияларда ол тотықтырғыш ретінде әрекет етеді. Бұл қышқылды концентрацияланған немесе сұйылтылған түрде қолдануға болады, бұл жағдайда оның химиялық қасиеттері аздап ерекшеленеді.

Физикалық қасиеттері

Күкірт қышқылы құрамында қалыпты жағдайларсұйық күйге ие, оның қайнау температурасы шамамен 279,6 градус Цельсий, қатты кристалдарға айналған кездегі қату температурасы жүз пайыз үшін шамамен -10 градус және 95 пайыз үшін -20 шамасында.

Таза 100% сульфат қышқылы - иіссіз, түссіз, майлы сұйық зат, оның тығыздығы судан екі есе дерлік артық – 1840 кг/м3.

Сульфат қышқылының химиялық қасиеттері

Күкірт қышқылы металдармен, олардың оксидтерімен, гидроксидтерімен және тұздарымен әрекеттеседі. Әртүрлі пропорцияда сумен сұйылтылған ол басқаша әрекет етуі мүмкін, сондықтан күкірт қышқылының концентрлі және әлсіз ерітінділерінің қасиеттерін бөлек қарастырайық.

Концентрлі күкірт қышқылы ерітіндісі

Құрамында кемінде 90 пайыз сульфат қышқылы бар ерітінді концентрлі болып саналады. Күкірт қышқылының мұндай ерітіндісі аз болса да әрекеттесуге қабілетті белсенді металдар, сондай-ақ бейметалдармен, гидроксидтермен, оксидтермен, тұздармен. Сульфат қышқылының мұндай ерітіндісінің қасиеттері концентрлі нитрат қышқылының қасиеттеріне ұқсас.

Металдармен әрекеттесу

Сульфат қышқылының концентрлі ерітіндісінің металдардың электрохимиялық кернеу қатарында сутегінің оң жағында орналасқан металдармен (яғни ең белсенділері емес) химиялық реакциясы кезінде келесі заттар түзіледі: металдың сульфаты әрекеттесу пайда болады, су және күкірт диоксиді. Өзара әрекеттесу нәтижесінде аталған заттар түзілетін металдарға мыс (купрум), сынап, висмут, күміс (аргентум), платина және алтын (aurum) жатады.

Белсенді емес металдармен әрекеттесу

Кернеу қатарында сутегінің сол жағында орналасқан металдармен концентрлі күкірт қышқылы аздап басқаша әрекет етеді. Осы химиялық реакция нәтижесінде келесі заттар түзіледі: белгілі бір металдың сульфаты, күкіртсутек немесе таза күкірт және су. Осыған ұқсас реакция жүретін металдарға темір (ферум), магний, марганец, бериллий, литий, барий, кальций және алюминий, хром, никель және титаннан басқа сутегінің сол жағындағы кернеу қатарындағы барлық басқалар жатады. олармен концентрлі сульфат қышқылы әрекеттеспейді.

Бейметалдармен әрекеттесу

Бұл зат күшті тотықтырғыш болып табылады, сондықтан ол көміртегі (көміртек) және күкірт сияқты бейметалдармен тотығу-тотықсыздану химиялық реакцияларына қатысуға қабілетті. Осындай реакциялардың нәтижесінде су міндетті түрде бөлінеді. Бұл затты көміртегіге қосқанда көмірқышқыл газы мен күкірт диоксиді де бөлінеді. Ал күкіртке қышқыл қосса, күкірт диоксиді мен су ғана шығады. Мұндай химиялық реакцияда сульфат қышқылы тотықтырғыштың рөлін атқарады.

Органикалық заттармен әрекеттесу

Күкірт қышқылының органикалық заттармен реакцияларының ішінде көмірленуді бөліп көрсетуге болады. Бұл процесс бұл зат қағаз, қант, талшықтар, ағаш және т.б. соқтығысқан кезде пайда болады. Бұл жағдайда көміртегі кез келген жағдайда бөлінеді. Реакция кезінде түзілген көміртек күкірт қышқылымен жартылай әрекеттесе алады, егер ол артық болса. Фотосуретте қанттың орташа концентрациядағы сульфат қышқылының ерітіндісімен реакциясы көрсетілген.

Тұздармен реакциялар

Сондай-ақ, H2SO4 концентрлі ерітіндісі құрғақ тұздармен әрекеттеседі. Бұл жағдайда стандартты алмасу реакциясы жүреді, онда тұз құрылымында болған металл сульфаты және тұзда болған қалдық бар қышқыл түзіледі. Бірақ концентрлі күкірт қышқылы тұз ерітінділерімен әрекеттеспейді.

Басқа заттармен әрекеттесу

Сондай-ақ, бұл зат металл оксидтерімен және олардың гидроксидтерімен әрекеттесе алады, бұл жағдайларда алмасу реакциялары жүреді, біріншіде металл сульфаты мен су бөлінеді, екіншісінде - бірдей.

Сульфат қышқылының әлсіз ерітіндісінің химиялық қасиеттері

Сұйылтылған күкірт қышқылы көптеген заттармен әрекеттеседі және барлық қышқылдармен бірдей қасиеттерге ие. Ол концентрлі металдан айырмашылығы тек белсенді металдармен, яғни кернеу қатарында сутегінің сол жағында орналасқан металдармен әрекеттеседі. Бұл жағдайда кез келген қышқылдағыдай орынбасу реакциясы жүреді. Бұл сутегіні бөледі. Сондай-ақ, мұндай қышқыл ерітіндісі тұз ерітінділерімен әрекеттеседі, нәтижесінде жоғарыда талқыланған оксидтермен - концентрлі сияқты, гидроксидтермен де бірдей алмасу реакциясы жүреді. Қарапайым сульфаттардан басқа гидроксид пен күкірт қышқылының әрекеттесу өнімі болып табылатын гидросульфаттар да бар.

Ерітіндіде күкірт қышқылы немесе сульфат бар-жоғын қалай анықтауға болады

Бұл заттардың ерітіндіде бар-жоғын анықтау үшін сульфат иондарына арнайы сапалық реакция қолданылады, бұл анықтауға мүмкіндік береді. Ол ерітіндіге барий немесе оның қосылыстарын қосудан тұрады. Бұл жауын-шашынға әкелуі мүмкін ақ(барий сульфаты), бұл сульфаттардың немесе күкірт қышқылының болуын көрсетеді.

Күкірт қышқылы қалай түзіледі?

Ең көп таралған әдіс өнеркәсіптік өндірісБұл зат темір пиритінен алынады. Бұл процесс үш кезеңде жүреді, олардың әрқайсысында белгілі химиялық реакция. Оларды қарастырайық. Алдымен пиритке оттегі қосылады, нәтижесінде ферум оксиді мен күкірт диоксиді түзіледі, ол келесі реакциялар үшін қолданылады. Бұл әрекеттесу жоғары температурада жүреді. Содан кейін ванадий оксиді болып табылатын катализатордың қатысуымен оттегін қосу арқылы күкірт триоксиді алынатын кезең келеді. Енді соңғы кезеңде алынған затқа су қосылып, сульфат қышқылы алынады. Бұл сульфат қышқылын өнеркәсіптік алудың ең кең тараған процесі, ол жиі пайдаланылады, өйткені пирит осы мақалада сипатталған затты синтездеу үшін қолайлы ең қолжетімді шикізат болып табылады. Осы процесс арқылы алынған күкірт қышқылы өнеркәсіптің әртүрлі салаларында - химияда да, басқа да көптеген салаларда, мысалы, мұнай өңдеуде, кен байытуда және т.б. қолданылады. Оны қолдану көбінесе көптеген синтетикалық талшықтарды өндіру технологиясында қарастырылған. .

Концентрлі қышқыл, жұмыс кезіндегі қауіпсіздік шаралары.

Күкірт Қышқылы. ФИЗИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ.

Физикалық қасиеттері: Сусыз күкірт қышқылы – 10,5 0 С-та кристалданатын түссіз майлы сұйықтық. Сумен кез келген қатынаста араласады. Суда еріген кезде көп мөлшерде бөлінеді

жылулық. Бұл жағдайда күкірт қышқылы гидраттары түзіледі.

Өйткені суда H 2 SO 4 ерітуі көп мөлшерде жылудың бөлінуімен бірге жүреді, бұл операцияны өте мұқият орындау керек. Ерітіндінің қыздырылған беткі қабатының шашырауын болдырмау үшін суға күкірт қышқылын құю керек.

Концентрлі күкірт қышқылы ылғалды жақсы сіңіреді, сондықтан газдарды кептіру үшін қолданылады.

КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ.

Бұл екі негізді қышқыл.

Құрылымдық формула:

Концентрлі күкірт қышқылы - энергетикалық тотықтырғыш :

1. Қыздырған кезде ол металдардың көпшілігін, соның ішінде мыс, күміс, сынапты тотықтырады. Металдың белсенділігіне байланысты тотықсыздану өнімдері: S 0 , SO 2 , H 2 S, бірақ жиірек дейін SO2.

Мысалы: Қыздыру кезінде мыс және басқа да белсенділігі төмен металдармен әрекеттескенде, ол түзеді SO 2.

Cu + 2 H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + H 2 O

Тотықсыздандырғыш тотықтырғыш

Cu 0 - 2ē - Cu +2 1жарайды, мен қуаныштымын

SO 4 2- + 4H - +2ē - SO 2 0 +2H 2 O 1Даңғылы, жексенбі, жарайды

Суықта концентрлі күкірт қышқылы (93%-дан жоғары) алюминий, темір және хром сияқты белсенді металдармен әрекеттеспейді.

Бұл құбылыс металдардың пассивтенуі арқылы түсіндіріледі. Күкірт қышқылының бұл қасиеті соңғысын темір ыдыстарда тасымалдау үшін кеңінен қолданылады.

2. Қайнаған кезде күкірт, көміртек сияқты бейметалдарды тотықтырады:

S + 2 H 2 SO 4 = 3 SO 2 +2 H 2 O

C + 2 H 2 SO 4 = CO 2 + 2 SO 2 + 2 H 2 O

3. Суды кетіру әсері (көміртендіру).

СҰЙЫТҚАН КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ.

1. Индикатор түсін өзгертеді.

2. Негізгі және амфотерлі оксидтермен әрекеттеседі:

Na 2 O + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O

ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O

3. Негіздермен (бейтараптандыру реакциясы):

H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + H 2 O

3H 2 SO 4 + 2 Al(OH) 3 = Al 2 (SO 4) 3 + 6 H 2 O

4. Тұздармен:

H 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 = BaSO 4 ↓+ 2 HNO 3

Қорытындылар:

1.Сусыз күкірт қышқылы 10,5 0 С-та кристалданатын түссіз майлы сұйықтық. Оны сумен кез келген пропорцияда араластыруға болады.

2. Себебі суда H 2 SO 4 ерітуі көп мөлшерде жылудың бөлінуімен бірге жүреді, бұл операцияны өте мұқият орындау керек. Ерітіндінің қыздырылған беткі қабатының шашырауын болдырмау үшін суға күкірт қышқылын құю керек.

3. Концентрлі күкірт қышқылы ылғалды күшті сіңіреді, сондықтан газдарды кептіру үшін қолданылады.

4.Күкірт қышқылыекі негізді қышқыл болып табылады.

5. Концентрлі күкірт қышқылы – энергетикалық тотықтырғыш .

· Қыздырған кезде ол металдардың көпшілігін, соның ішінде мыс, күміс және сынапты тотықтырады. Металдың белсенділігіне байланысты тотықсыздану өнімдері: S 0 , SO 2 , H 2 S, бірақ жиірек дейін SO2.

· .Суықта концентрлі күкірт қышқылы (93%-дан жоғары) алюминий, темір, хром сияқты белсенді металдармен әрекеттеспейді.

· Қайнаған кезде күкірт, көміртек сияқты бейметалдарды тотықтырады.

· Суды кетіру әрекеті (көмірлеу).

6. СҰЙЫТҚАН КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ.

· Индикатор түсін өзгертеді.

· Өзара әрекеттеседі:

· негіздік және амфотерлі оксидтермен.

· Негіздермен (бейтараптандыру реакциясы).

· Тұздармен.

Сульфаттар. Сульфат ионына сапалық реакция

Сульфат ионының реагенті барий хлориді болып табылады.

Барий хлориді BaCl2сульфаттардың сұйылтылған ерітінділерінен ақ кристалды, барий сульфатының ерімейтін тұнбасын түзеді:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2 NaCl

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓

фармакопеялық реакция.

Техника:натрий сульфаты ерітіндісінің 2 тамшысына дейін Na2SO4барий хлоридінің ерітіндісін қосыңыз BaCl2және жауын-шашынды бақылаңыз.

Қорытындылар:

1. Сульфат ионының реактиві барий хлориді.

2. Барий хлориді BaCl2Сульфаттардың сұйылтылған ерітінділерінен барий сульфатының ақ, кристалды, ерімейтін тұнбасын тұндырады.

Күкірт қышқылы, H2SO4, күшті екі негізді қышқыл, сәйкес келеді ең жоғары дәрежекүкірттің тотығуы (+6). Қалыпты жағдайда бұл түсі немесе иісі жоқ ауыр майлы сұйықтық. Техникада күкірт қышқылын оның сумен де, күкірт ангидридімен де қоспасы деп атайды. Егер SO3:H2O-ның молярлық қатынасы 1-ден аз болса, онда ол күкірт қышқылының судағы ерітіндісі, егер ол 1-ден көп болса, ол күкірт қышқылындағы SO3 ерітіндісі болып табылады.

Жергілікті күкірттің табиғи кен орындары салыстырмалы түрде аз. Күкірттің жалпы мөлшері жер қыртысы 0,1% құрайды. Күкірт мұнайда, көмірде, жанғыш және түтін газдарында кездеседі. Күкірт табиғатта көбінесе мырыш, мыс және басқа металдармен қосылыстар түрінде кездеседі. Күкірт қышқылы шикізатының жалпы балансындағы пирит пен күкірт үлесі бірте-бірте азайып, әртүрлі қалдықтардан алынатын күкірт үлесі бірте-бірте артып келе жатқанын атап өткен жөн. Қалдықтардан күкірт қышқылын алу мүмкіндіктері өте маңызды. Түсті металлургияның қалдық газдарын пайдалану күкірт қышқылы жүйелерінде арнайы шығындарсыз құрамында күкірті бар шикізатты күйдіруді алуға мүмкіндік береді.

Күкірт қышқылының физикалық және химиялық қасиеттері

Жүз пайыз H2SO4 (SO3 x H2O) моногидрат деп аталады. Қосылыс темекі тартпайды, ал концентрлі түрде ең күшті қышқылдардың бірі бола отырып, қара металдарды бұзбайды;

зат өсімдіктер мен жануарлардың ұлпаларына зиянды әсер етеді, олардың суын алып тастайды, нәтижесінде олар көмірге айналады.
10,45 «С температурада кристалданады;
tkip 296,2 "C;
тығыздығы 1,9203 г/см3;
жылу сыйымдылығы 1,62 Дж/г.

Күкірт қышқылыкез келген қатынаста H2O және SO3 араласып, қосылыстар түзеді:

H2SO4 x 4 H2O (mp - 28,36 "C),
H2SO4 x 3 H2O (mp - 36,31 "C),
H2SO4 x 2 H2O (mp - 39,60 "C),
H2SO4 x H2O (балқыма - 8,48 "C),
H2SO4 x SO3 (H2S2O7 – күкірт немесе пирожүзір қышқылы, балқу температурасы 35,15 «С) – олеум,
H2SO x 2 SO3 (H2S3O10 - үш күкірт қышқылы, балқу температурасы 1,20 «С).

Құрамында 70% H2SO4 бар күкірт қышқылының сулы ерітінділерін қыздырып, қайнатқанда бу фазасына тек су буы шығады. Күкірт қышқылының буы концентрлі ерітінділердің үстінде де пайда болады. 98,3% H2SO4 (азеотропты қоспа) ерітіндісі қайнаған кезде толығымен тазартылады (336,5 °C), құрамында 98,3% H2SO4 бар күкірт қышқылы қыздырылған кезде SO3 буы бөлінеді.
Концентрлі күкірт қышқылы күшті тотықтырғыш болып табылады. Ол бос галогендерге дейін HI және HBr тотықтырады. Қыздырғанда Au және платина металдарынан басқа барлық металдарды (Pd қоспағанда) тотықтырады. Суықта концентрлі күкірт қышқылы көптеген металдарды, соның ішінде Pb, Cr, Ni, болат және шойындарды пассивтендіреді. Сұйылтылған күкірт қышқылы кернеу қатарындағы сутегінің алдындағы барлық металдармен (Pb-дан басқа) әрекеттеседі, мысалы: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

Күшті қышқыл H2SO4 әлсіз қышқылдарды тұздарынан қалай ығыстырады, мысалы бор қышқылын бор қышқылынан:

Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O = Na2SO4 + 4 H2BO3,

және қыздырған кезде ол көбірек ұшқыш қышқылдарды ығыстырады, мысалы:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

Күкірт қышқылыхимиялық жолмен алып кетеді байланысқан суқұрамында гидроксил топтары бар органикалық қосылыстардан - ОН. Концентрлі күкірт қышқылының қатысында этил спиртін сусыздандыруда этилен немесе диэтил эфирі түзіледі. Қант, целлюлоза, крахмал және басқа көмірсулардың күкірт қышқылымен жанасқанда көмірленуі де олардың сусыздануынан болады. Екі негізді қышқыл ретінде күкірт қышқылы екі түрлі тұз түзеді: сульфаттар және гидросульфаттар.

Күкірт қышқылының қату температурасы:
концентрациясы, %	мұздату температурасы, «C
74,7	-20
76,4	-20
78,1	-20
79,5	-7,5
80,1	-8,5
81,5	-0,2
83,5	1,6
84,3	8,5
85,7	4,6
87,9	-9
90,4	-20
92,1	-35
95,6	-20

Күкірт қышқылын өндіруге арналған шикізат

Күкірт қышқылын өндіруге арналған шикізат болуы мүмкін: күкірт, күкірт пириті FeS2, сульфидті рудаларды Zn, Cu, Pb және құрамында SO2 бар басқа металдарды тотықтырғыш күйдіруге арналған пештердің қалдық газдары. Ресейде күкірт қышқылының негізгі мөлшері күкірт пириттерінен алынады. FeS2 пештерде жанады, онда ол сұйық қабат күйінде болады. Бұған ұсақ ұнтақталған пирит қабаты арқылы ауаны жылдам үрлеу арқылы қол жеткізіледі. Алынған газ қоспасының құрамында SO2, O2, N2, SO3 қоспалары, H2O булары, As2O3, SiO2 және басқалары бар және көптеген шлак шаңын тасымалдайды, олардан газдар электр сүзгіштерде тазартылады.

Күкірт қышқылын алу әдістері

SO2-ден күкірт қышқылы екі жолмен алынады: азотты (мұнара) және контактілі.

Нитроза әдісі

SO2-ні азотты әдіспен күкірт қышқылына өңдеу өндірістік мұнараларда – керамикалық сақиналардың қаптамасымен толтырылған цилиндрлік цистерналарда (биіктігі 15 м және одан да көп) жүзеге асырылады. «Нитроза» жоғарыдан газ ағынына қарай шашылады - реакция нәтижесінде алынған құрамында нитрозил күкірт қышқылы NOOSO3H бар сұйылтылған күкірт қышқылы:

N2O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O.

SO2-нің азот оксидтерімен тотығуы оны нитрозамен сіңіргеннен кейін ерітіндіде жүреді. Нитроза сумен гидролизденеді:

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HNO2.

Мұнараларға түсетін күкірт диоксиді сумен күкірт қышқылын түзеді:

SO2 + H2O = H2SO3.

HNO2 мен H2SO3 әрекеттесуі күкірт қышқылының түзілуіне әкеледі:

2 HNO2 + H2SO3 = H2SO4 + 2 NO + H2O.

Бөлінген NO тотығу мұнарасында N2O3-ке (дәлірек айтқанда, NO + NO2 қоспасына) айналады. Ол жерден газдар сіңіру мұнараларына түседі, онда күкірт қышқылы оларды жоғарыдан қарсы алу үшін беріледі. Нитроза түзіледі, ол өндірістік мұнараларға айдалады. Бұл азот оксидтерінің өндірісі мен айналымының үздіксіздігін қамтамасыз етеді. Олардың пайдаланылған газдармен болмайтын шығындары HNO3 қосу арқылы өтеледі.

Азотты әдіспен өндірілген күкірт қышқылы жоғары концентрацияда емес және құрамында зиянды қоспалар бар (мысалы, As). Оның өндірісі атмосфераға азот оксидтерінің бөлінуімен бірге жүреді («түлкі құйрығы», NO2 түсіне байланысты).

Байланыс әдісі

Күкірт қышқылын алудың контактілі әдісінің принципін 1831 жылы П.Филипс (Ұлыбритания) ашқан. Бірінші катализатор платина болды. 19 ғасырдың соңы – 20 ғасырдың басында. ванадий ангидриді V2O5 арқылы SO2-нің SO3-ке тотығуының үдеуі анықталды. Ванадий катализаторларының әрекетін зерттеуде және оларды таңдауда кеңес ғалымдары А.Е.Ададуровтың, Г.К.Боресковтың, Ф.Н.Юшкевичтің зерттеулері ерекше маңызды рөл атқарды.

Қазіргі заманғы күкірт қышқылы зауыттары контактілі әдіспен жұмыс істеу үшін салынған. Катализатор негізі ретінде әртүрлі пропорциядағы SiO2, Al2O3, K2O, CaO, BaO қоспалары бар ванадий оксидтері қолданылады. Барлық ванадий жанасу массалары өз белсенділігін тек ~420 "С төмен емес температурада көрсетеді. Контактілі аппаратта газ әдетте жанасу массасының 4 немесе 5 қабаты арқылы өтеді. Күкірт қышқылын контакт әдісімен өндіруде күйдіргіш газ. катализаторды уландыратын қоспалардан алдын ала тазартылады, ал қалған шаң күкірт қышқылымен суарылатын жуу мұнараларында шығарылады. тұндырғыштар H2O булары кептіру мұнараларында концентрлі күкірт қышқылымен жұтылады. Содан кейін SO2 және ауа қоспасы катализатордан (. контактілі масса) өтіп, SO3-ке дейін тотығады.

SO2 + 1/2 O2 = SO3.

SO3 + H2O = H2SO4.

Процесске түсетін судың мөлшеріне байланысты күкірт қышқылының судағы немесе олеумдағы ерітіндісі алынады.
Әлемдегі H2SO4-тің шамамен 80% осы әдіс арқылы өндіріледі.

Күкірт қышқылын қолдану

Күкірт қышқылын мұнай өнімдерін күкіртті, қанықпаған органикалық қосылыстардан тазарту үшін қолдануға болады.

Металлургияда күкірт қышқылы сымнан қақты кетіру үшін, сондай-ақ қалайылау және мырыштау алдында (сұйылтылған) қаңылтырларды, хроммен, мыспен, никельмен және т.б. қаптамалар алдында әртүрлі металл беттерін ою үшін қолданылады. Күрделі кендер (атап айтқанда, уран) .

Органикалық синтезде концентрлі күкірт қышқылы нитрлеуші қоспалардың қажетті құрамдас бөлігі болып табылады, сонымен қатар көптеген бояғыштар мен дәрілік заттарды дайындауда сульфондаушы болып табылады.

Күкірт қышқылы тыңайтқыштар, этил спирті, жасанды талшықтар, капролактам, титан диоксиді, анилин бояғыштары және басқа да бірқатар химиялық қосылыстар алу үшін кеңінен қолданылады.

Қолданылған күкірт қышқылы (қалдықтары) химия, металлургия, ағаш өңдеу және басқа салаларда аккумуляторлық күкірт қышқылы қорғасын-қышқылдық қуат көздерін өндіруде қолданылады.

Кіріспе

Күкірт қышқылы - химия өнеркәсібінің ең маңызды өнімі. Химия өнеркәсібінде өндірілетін минералды қышқылдардың ішінде күкірт қышқылы өндіру және тұтыну жағынан бірінші орында. Бұл екі себеппен түсіндіріледі: оның барлық басқа қышқылдармен салыстырғанда төмен құны және оның қасиеттері. Күкірт қышқылы әртүрлі салаларда қолданылады ұлттық экономика, өйткені оның технологиялық қолданылуын жеңілдететін арнайы қасиеттер жиынтығы бар. Күкірт қышқылы түтін тартпайды, концентрлі күйінде қара металдарды тоттандырмайды, көптеген тұрақты тұздар түзуге қабілетті және әртүрлі өнеркәсіп салалары үшін арзан шикізат болып табылады. Күкірт қышқылының ең ірі тұтынушысы қазіргі кезде фосфор және азотты минералды тыңайтқыштар өнеркәсібі, мысалы аммоний сульфаты, аммофос, суперфосфат және т.б. Қарапайым суперфосфат апатиттер мен фосфориттерді күкірт қышқылымен өңдеу арқылы алынады. Минералды тыңайтқыштарды қолдану ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін және олардағы пайдалы заттардың құрамын арттыруға көмектеседі. Сонымен қатар күкірт қышқылын кейбір қышқылдарды (фосфорлы, тұзды, сірке), сульфаттарды, жасанды талшықтарды, лактар, бояулар, пластмассалар, жуғыш заттар, жарылғыш заттар, дәрі-дәрмектер, пестицидтер алу үшін, сондай-ақ түсті металдар өндірісінде қолданады. және сирек металдар, спирттер, эфирлер. Ол мұнай өнімдерін тазарту үшін, қышқылдық аккумуляторларда электролит ретінде, ал машина жасауда гальваникалық жабындарды жағу кезінде металдардың бетін дайындау үшін қолданылады. Металл өңдеу өнеркәсібінде күкірт қышқылы және оның тұздары болат өнімдерін маринадтау үшін қолданылады. Заттың қолданылуын таппас бұрын алдымен оның физикалық және химиялық қасиеттері жан-жақты зерттеледі. Осыдан кейін затты пайдалану шекаралары анық болады.

Технологиялық бөлім

Күкірт қышқылы: физикалық және химиялық қасиеттері, қолданылуы

Физикалық қасиеттері

Күкірт қышқылы H2SO4 – күкірттің ең жоғары тотығу дәрежесіне (+6) сәйкес келетін күшті екі негізді қышқыл. Қалыпты жағдайда концентрлі күкірт қышқылы ауыр, майлы сұйықтық, түссіз және иіссіз. Технологияда күкірт қышқылы судың да, SO3 күкірт ангидридінің де қоспасы болып табылады. SO3: H2O молярлық қатынасы 1 болса, - SO3 күкірт қышқылындағы (олеум) ерітіндісі. Реактивті күкірт қышқылы әдетте 1,84 г/см3 тығыздыққа ие және шамамен

95% H2SO4. Ол тек -20 °C төмен қатады. Моногидраттың балқу температурасы 10,37 °C, балқу жылуы 10,5 кДж/моль. Қалыпты жағдайда бұл өте жоғары диэлектрлік өткізгіштігі бар өте тұтқыр сұйықтық (25 ° C кезінде e = 100). Түзілудің стандартты энтальпиясы DH = 298 кДж/моль. Стандартты Гиббс түзілу энергиясы DG=298 кДж/моль. Түзілудің стандарт энтропиясы S=298 Дж/моль·К. Стандартты молярлық жылу сыйымдылығы Cp =298 Дж/моль·К.

Химиялық қасиеттері

Күкірт қышқылы - күшті екі негізді қышқыл, оның диссоциациясы екі кезеңде жүреді:

H2SO4 = H+ + HSO4- - бірінші кезең

HSO4 =H+ + SO42- - екінші кезең

Концентрлі ерітінділерде күкірт қышқылының екінші сатыдағы диссоциациясы шамалы.

Күкірт қышқылы ең күшті құрғататын (суды кетіретін) зат. Ол ауадағы ылғалды сіңіреді (гигроскопиялық) және кристалды гидраттардан суды кетіреді:

H2SO4 конц. +CuSO4*5H2O көк = CuSO4 ақ + 5H2O;

көмірсулар:

(ағаш пен қағазды күйдіреді):

H2SO4conc.+ C12H22O= 12C + 11H2O ;

H2SO4 конц.+ C2H5OH = CH2=CH2 + H2O

Күкірт қышқылы күшті қышқылдардың барлық қасиеттерін көрсетеді:

а) негіздік оксидтермен әрекеттеседі, мысалы:

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

б) себептермен, мысалы:

2NaOH + H2SO4= Na2SO4 + 2H2O

в) басқа қышқылдарды олардың тұздарынан ығыстырады, мысалы, одан әлсіз:

CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2 + H2O

немесе одан да көп ұшқыш (қайнау температурасы күкірт қышқылынан төмен):

NaNO3сол. + H2SO4 конс= NaH SO4 + HNO3- қыздырғанда.

Тотығу-тотықсыздану реакцияларында сұйылтылған күкірт қышқылы қарапайым қышқылдың (тотықтырмайтын агент) қасиетін көрсетеді – бұл жағдайда H+ иондары тотықсызданады, мысалы: Fe + H2SO4 сұйылтылған = Fe SO4 + H2. Сұйылтылған H2SO4 сутегінің оң жағындағы кернеу қатарында орналасқан металдармен әрекеттеспейді. Концентрлі күкірт қышқылы – күкіртті тотықсыздандыратын тотықтырғыш қышқыл (+6). Ол сутегінің оң жағындағы кернеу қатарында орналасқан металдарды тотықтырады: Cu + 2 H2SO4conc = Cu SO4 + SO2 + 2H2O және сутегінің сол жағында орналасқан металдарды, ал күкірт +4, 0 және -2 тотығу дәрежелеріне дейін тотықсызданады:

Zn + 2 H2SO4 = Zn SO4+ SO2 + 2H2O (1,12) 3Zn + 4 H2SO4 = 3Zn SO4 + S + 4H2O

4Zn + 5 H2SO4 = 4Zn SO4 + H2S + 4H2O

Темір, алюминий, хром концентрлі күкірт қышқылымен пассивтенеді (әрекеттеспейді), бірақ жоғары жылуреакция басталады, мысалы:

2Fe + 6 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.

Концентрлі күкірт қышқылы бейметалдарды тотықтырады, мысалы:

C + 2 H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O (1,16) S +2 H2SO4 = 3SO2 + 2H2O

Концентрлі күкірт қышқылы да тотығады күрделі заттар, мысалы, HI және HBr:

2HBr + H2SO4 = Br2 + SO2 + 2H2O

8HI + H2SO4 = 4I2 + H2S + 4H2O ;

темір тұздары:

2Fe SO4 + 2 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O + SO2.

Күкірт қышқылы бірнеше сортта шығарылады. Олар қоспалардың концентрациясы мен мөлшері бойынша ерекшеленеді. Дәрілік заттарды, әсіресе таза реагенттерді өндіру үшін және аккумуляторларды толтыру үшін таза қышқыл қажет. Металдарды өңдеу кезінде, суперфосфат өндірісінде кейбір ластаушы заттары бар қышқылды қолдануға болады. Бұл экономикалық жағынан тиімді. Бұл қышқыл арзанырақ күкірт қышқылы өнеркәсібі кейбір органикалық препараттар мен жарылғыш заттарды өндіруде қолданылатын олеумды шығарады. Олеум – күкірт ангидридінің күкірт қышқылындағы ерітіндісі. Олеум сорттары күкірт қышқылындағы күкірт ангидридінің концентрациясы бойынша ерекшеленеді. Кейбір арнайы мақсаттарда құрамында 60%-ға дейін күкірт ангидриді бар олеум өндіріледі. Осылайша, техникалық күкірт қышқылы және техникалық олеум (ГОСТ 2184-77) әртүрлі тұздарды, қышқылдарды, органикалық өнімдердің барлық түрлерін, бояғыштарды, жарылғыш заттарды, минералды тыңайтқыштарды өндіруде, суды кетіру және кептіру агенті ретінде, процестерде қолданылады. бейтараптандыру, оюлау және т.б. Бұл өнімдер жанбайтын және уыттылық 2 класына жататын заттарға жатады.

Күкірт қышқылы ең кең қолдануды табады. Күкірт қышқылының ең ірі тұтынушысы – минералды тыңайтқыштар өндірісі. 1 тонна P2O5 фосфор тыңайтқышы үшін 2,2-3,4 тонна күкірт қышқылы, ал 1 тонна (NH4)2SO4 үшін 0,75 тонна күкірт қышқылы жұмсалады. Сондықтан олар минералды тыңайтқыштар шығаратын зауыттармен бірігіп күкірт қышқылы зауыттарын салуға бейім. Күкірт қышқылы сонымен қатар алмасу арқылы тұзды, азотты, фосфорлы, фторлы және көптеген органикалық қышқылдарды алу үшін қолданылады, органикалық сульфоқосылыстар, әртүрлі газдарды тазарту үшін, нитрлеуші қоспалардың құрамына кіреді, бояғыштар өндірісінде, аккумуляторларды зарядтау үшін қолданылады, металлургияда күкірт қышқылы дайын өнімдегі микрожарықтарды анықтау үшін металл өңдеу зауыттарында, күкірт қышқылы мырыштау цехтарында қолданылады; Белгілі болғандай, никельді, хромды немесе мысты электрлік әдіспен металл бұйымдарына жағу алдында оларды мұқият тазалау, сүрту, майсыздандыру және, ең соңында, күкірт қышқылы ерітіндісі бар ваннада қысқа уақыт ұстау керек. Сонымен бірге ол металдың ең жұқа қабатын ерітеді және онымен ластаушы заттардың іздері жойылады. Бұл кезде металдың беті кедір-бұдыр болады: оның үстінде микроскопиялық ойықтар мен шығыңқы жерлер пайда болады. Электролиттік жабындар мұндай бетке жақсырақ жабысып, металға қаттырақ жабысады. Күкірт қышқылы әртүрлі кендер мен минералдарды өңдеу үшін де қажет. Сирек металл кендерін өңдеу кезінде оларды бөлшектеудің қышқылдық әдісінің маңызы зор. Әдетте бұл мақсат үшін ең арзан ұшқыш емес күкірт қышқылы қолданылады. Ұсақталған кенді күкірт қышқылымен белгілі пропорцияда араластырып, қыздырады. Алынған ерітінді мен тұнба негізінде химиялық жолмен одан әрі өңделеді химиялық қасиеттеріерітіндіден оқшаулауды қажет ететін элемент. Мыңдаған тонна күкірт қышқылы сирек элементтер кендерін химиялық өңдеуге жұмсалады. Мұнай өңдеу өнеркәсібіне мұнайды және оның әртүрлі фракцияларын тазарту үшін көп мөлшерде күкірт қышқылы қажет. Органикалық синтезде концентрлі күкірт қышқылы көптеген бояғыштар мен дәрілік заттарды дайындауда қажетті компонент болып табылады. Күкірт қышқылының тұздары кеңінен қолданылады. Натрий сульфаты (Глаубер тұзы Na2SO4 * 10H2O) сода өндірісінде және шыны өнеркәсібінде қолданылады. Кальций сульфаты табиғатта гипс дигидраты кристалды гидрат (CaSO4 * 2H2O) және сусыз ангидрит тұзы (CaSO4) түрінде кең таралған. Ангидритті байланыстырғыштар гипсті тасты жоғары температурада (600-700 °С) әртүрлі қоспалармен күйдіру арқылы алынады. Бұл жағдайда әрлеу гипс цементі және күйдірілген гипс (экстремалды гипс) алынады. Бұл материалдар жартылай сулы гипске қарағанда әлдеқайда баяу қатаяды және ерітінділер мен беріктігі төмен бетондарды, сондай-ақ жасанды мәрмәр, жіксіз еден және т.б. жасау үшін қолданылады. Магний сульфаты немесе ащы тұз (MgSO4 * 7H2O) болып табылады. медицинада іш жүргізетін дәрі ретінде қолданылады. Темір (II) сульфаты немесе темір сульфаты (FeSO4*7H2O) сары қан тұзын (K4), сияны дайындау үшін, суды тазарту және ағашты сақтау үшін қолданылады. Мыс сульфаты, немесе мыс сульфаты (CuSO4*5H2O) әртүрлі саңырауқұлақтар мен зиянкестермен күресу үшін қолданылады. ауыл шаруашылығы, мыс жабындарын өндіру және әртүрлі мыс қосындыларын өндіру үшін. Құрамында үш валентті металл сульфаты (Fe3+, Al3+, Cr3+) және бір валентті металл сульфаты (K+, NH4+, Rb+) бар ерітінділерден SO4Al2(SO4)32*4H2O немесе KAl(SO4)3*12H2O типті қос тұздар кристалданады. Калий мен алюминийдің орнына аталған элементтерді кез келген комбинацияда қолдануға болады. Бұл қосылыстар алюминий деп аталады. Алюминий тек қатты күйде болады. Ерітіндіде олар екі тәуелсіз тұз ретінде, яғни бір және үш валентті металл сульфаттарының қоспасы ретінде әрекет етеді. Күкірт қышқылының және оның тұздарының сұйылтылған ерітінділері тоқыма өнеркәсібінде, сондай-ақ жеңіл өнеркәсіптің басқа салаларында қолданылады. Тамақ өнеркәсібінде күкірт қышқылы крахмал, меласса және басқа да бірқатар өнімдерді алу үшін қолданылады. Электротехникада ол аккумуляторларда электролит ретінде қолданылады. Күкірт қышқылы газдарды кептіру және қышқылдарды концентрлеу үшін қолданылады. Соңында күкірт қышқылы реакция ортасының құрамдас бөлігі ретінде нитрлеу процестерінде, атап айтқанда, жарылғыш заттарды өндіруде қолданылады.

Күкірт қышқылын алу әдістері

13 ғасырда. күкірт қышқылы FeSO4 темір сульфатының термиялық ыдырауы арқылы аз мөлшерде алынды, сондықтан күкірт қышқылының бір түрін қазірдің өзінде витриол майы деп атайды, бірақ күкірт қышқылы ұзақ уақыт бойы витриолдан алынбаған.

Қазіргі уақытта күкірт қышқылы екі жолмен өндіріледі: 200 жылдан астам өмір сүрген азотты және өнеркәсіпте дамыған контактілі. аяғы XIXжәне 20 ғасырдың басы.

SO2-нің SO3-ке тотығу процесі қалай жүргізілетініне байланысты күкірт қышқылын алудың екі негізгі әдісі бар. Күкірт қышқылын алудың контактілік әдісінде SO2-нің SO3-ке дейін тотығуы қатты катализаторларда жүргізіледі. Күкірт триоксиді процестің соңғы сатысында күкірт қышқылына айналады – күкірт триоксиді жұтылады, оны реакция теңдеуімен оңайлатуға болады: SO3 + H2O = H2SO4

Процесті азотты (мұнара) әдісімен жүргізу кезінде оттегі тасымалдаушы ретінде азот оксидтері қолданылады. Күкірт диоксидінің тотығуы сұйық фазада жүреді және соңғы өнім күкірт қышқылы: SO2 + N2O3 + H2O= H2SO4 + 2NO

Қазіргі уақытта өнеркәсіпте күкірт қышқылын алу үшін негізінен байланыс әдісі қолданылады, бұл үлкен қарқындылықтағы құрылғыларды пайдалануға мүмкіндік береді.

Шикізаттың сипаттамасы

Күкірт қышқылын өндірудің шикізат базасы күкіртті қосылыстар болып табылады, олардан күкірт диоксидін алуға болады. Өнеркәсіпте күкірт қышқылының 80%-ға жуығы табиғи күкірт пен темір (күкірт) колчеданынан алынады. Шикізат балансында түсті металлургиядан шығатын газдар маңызды орын алады. Кейбір өнеркәсіптерде шикізат ретінде күкіртті сутекті пайдаланады, ол мұнай өңдеуде күкіртті тазарту кезінде пайда болады.

Күкірт қышқылын алу үшін бастапқы реагенттер күкірт немесе күкірт диоксидін алуға болатын элементтік күкірт және құрамында күкірт бар қосылыстар болуы мүмкін. Дәстүрлі түрде шикізаттың негізгі көздері күкірт және темір (күкірт) колчедандары болып табылады. Күкірт қышқылының жартысына жуығы күкірттен, үштен бірі пириттерден алынады. Құрамында күкірт диоксиді бар түсті металлургиядан шығатын газдар шикізат балансында маңызды орын алады. Сонымен қатар, қалдық газдар ең арзан шикізат, пириттердің көтерме бағасы төмен, ал ең қымбат шикізат күкірт болып табылады. Демек, күкірттен күкірт қышқылын өндіру экономикалық мақсатқа сай болуы үшін оны өңдеудің құны колчедандарды немесе қалдық газдарды өңдеу құнынан айтарлықтай төмен болатын сызбаны әзірлеу керек.